Question

14．采用軟錳礦漿（主要成分為Mn02，還含有Fe₂O₃、FeO、NiO、CoO等雜質(zhì)）對(duì)工業(yè)煙氣脫硫是工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)在脫硫的過程中還可以生產(chǎn)金屬錳及化學(xué)肥料．該工藝流程如下圖：

部分金屬離子沉淀時(shí)的PH如下表：

陽(yáng)離子		Fe2+	Fe3+	Mn2+	Ni2+	Co2+
氫氧化物沉淀	開始沉淀的PH	7.5	2.2	8.8	6.4	9.0
	完全沉淀的PH	9.5	3.5	10.8	8.4
硫化物沉淀	開始沉淀的PH			6.2	4.67
	完全沉淀的PH

回答下列問題：
（1）步驟①的反應(yīng)器為“噴射鼓泡反應(yīng)器，即將高速?gòu)U氣流通入到一定液固比的軟錳礦漿中，并不斷攪拌，采用這種設(shè)備的好處是增大二氧化硫與二氧化錳的接觸面積，使其充分反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為亞鐵離子、錳離子．
（2）寫出步驟②中反應(yīng)的離子方程式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O
（3）若步驟③調(diào)節(jié)pH使用的是NaOH溶液，則導(dǎo)致的后果是后續(xù)得到有化學(xué)肥料中含有硫酸鈉雜質(zhì)．
（4）步驟④加入（NH₄）₂S的目的是除去溶液中的Ni²⁺、Co²⁺，加入（NH₄）₂S時(shí)溶液的pH最好控制在6.0以下，原因是防止錳離子生成硫化錳沉淀．
（5）步驟⑤所用設(shè)備名稱為電解槽．
（6）步驟⑥的化學(xué)肥料為硫酸銨，該肥料加入到步驟⑤中的作用是增加溶液的導(dǎo)電性．

Answer 1

分析 二氧化硫與軟錳礦漿作用生成硫酸錳和少量的硫酸鐵、硫酸亞鐵等，氧化環(huán)節(jié)：雙氧水可將亞鐵離子氧化為鐵離子；加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH把鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去；加硫化銨把重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀除去；通過電解得到金屬錳；在陽(yáng)極液中加碳酸氫銨得碳酸錳和硫酸銨等，由此分析解答．

解答 解：二氧化硫與軟錳礦漿作用生成硫酸錳和少量的硫酸鐵、硫酸亞鐵等，氧化環(huán)節(jié)：雙氧水可將亞鐵離子氧化為鐵離子；加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH把鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去；加硫化銨把重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀除去；通過電解得到金屬錳；在陽(yáng)極液中加碳酸氫銨得碳酸錳和硫酸銨等，
（1）噴射鼓泡反應(yīng)器，并不斷攪拌，采用這種設(shè)備的好處是增大二氧化硫與二氧化錳的接觸面積，使其充分反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)的時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益，錳由+4價(jià)變成+2價(jià)，鐵離子還原成亞鐵離子，故答案為：增大二氧化硫與二氧化錳的接觸面積，使其充分反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率；亞鐵離子、錳離子；
（2）亞鐵離子被氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）若步驟③調(diào)節(jié)pH使用的是NaOH溶液，引入鈉離子，則導(dǎo)致的后果是后續(xù)得到有化學(xué)肥料中含有硫酸鈉，故答案為：后續(xù)得到有化學(xué)肥料中含有硫酸鈉雜質(zhì)；
（4）由表中的信息PH=6.2，錳離子開始沉淀，所以防止錳離子生成硫化錳沉淀，故答案為：防止錳離子生成硫化錳沉淀；
（5）步驟⑤所用是電解設(shè)備名稱為電解槽，故答案為：電解槽；
（6）濾液中含有銨根離子和硫酸根離子，所以步驟⑥的化學(xué)肥料為硫酸銨，電解過程中加入硫酸銨是增加溶液的導(dǎo)電性，故答案為：硫酸銨；增加溶液的導(dǎo)電性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)元素及其化合物的主要性質(zhì)的掌握、書寫電極反應(yīng)方程式、閱讀題目獲取新信息能力、對(duì)工藝流程的理解等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息分析解決問題能力．